造 船 の 最 先 端を見 つ める技 術 情 報 誌

NEWSNo.108JUNE 2021

造 船 の 最 先 端を見 つ める技 術 情 報 誌

NEWSNo.108JUNE 2021

CONTENTS
スパコンによる水槽試験の代替
造船技術センター・伊藤会長インタビュー
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砕氷型流氷観光船「ガリンコ号Ⅲ IMERU」就航
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川崎市消防局消防艇「うみかぜ」― 19 総トン型小型消防艇 ―9

岩手県漁業取締船「岩鷲」が竣工― 国内最速の漁業取締船 ―12ストックプロペラの単独性能試験の繰り返し精度
14

SRC における波浪中 CFD 計算に対する取り組み
16

当センターは東日本大震災復興キャンペーンを応援しています。

一般財団法人 日本造船技術センター〒180-0003 東京都武蔵野市吉祥寺南町 1 丁目 6 番 1 号 吉祥寺スバルビル 3 階 TEL 0422-40-2820 FAX 0422-40-2827

2

SRC NEWS No.108 June 2021

スパコンによる水槽試験の代替
造船技術センター・伊藤会長インタビュー

はじめに
2021 年 1 月 21 日、22 日の海事プレスに「スパコンによる水的に可能 と証明されたことになる。計算プログラムを改良（チューニング）して、精度の高い流体シミュレーション結果が短期間で得られるようになったことが評価された」

槽試験の代替」と題して、当センターの伊藤会長のインタビュー「研究では、まずスーパーコンピュータ『京』を使って数種類記事が連載されましたので、株式会社海事プレス社様の転載のの船型に対して水槽試験と比較を行い、 数値シミュレーション

承諾を得てご紹介させて頂きます。

による水槽試験の置き換え の点についてスーパーコンピュー1. 富岳の大規模数値流体解析が最高峰賞候補

タによる数値流体シミュレーションが水槽試験と同精度の計算が可能であることを検証し、証明した。そのうえで、計算プロ

日本造船技術センター（SRC）と東京大学ら 4 者で行ったスーグラムのチューニングと『京』から『富岳』への性能向上と合わ

パーコンピュータ『富岳』を用いた大規模数値流体シミュレー

せることで、『京』で 2 日かかっていた計算を『富岳』では 1 時間

ションに関する共同研究が、世界のスパコン分野で最も権威が以内で完了することができるようになった。水槽試験では、1あるとされる「ゴードン・ベル賞」の最終候補にノミネートされつの模型を作ると数十ケースの計測を行うので、『京』の時代でた。惜しくも受賞は逃したが、従来の水槽実験をコンピュータ

は本当の意味での水槽試験の代替は現実的ではなかったが、『富による数値シミュレーションで完全に代替できる可能性が証明岳』を使うと一連の計算を数日で完了することができるため、された。従来の曳航水槽試験と比べて時間短縮やコスト低減、水槽試験の完全な代替が期待できる」

情報量の多さなど数多くの利点もある。この 20 年でコンピュー
タの性能が飛躍的に向上する中、数値シミュレーションが主流■コスト低減や圧倒的な情報量となる時代が近づいている。同センターの伊藤茂会長に今回の― 大規模数値流体シミュレーションの研究に取り組んだ経緯は。

共同研究や水槽試験の今後について聞いた。

「SRC の主力事業は水槽試験で、国内では既存の試験水槽の老朽化が進む中、SRC では近年のスーパーコンピュータの性能■高精度・短時間化で代替実現へ向上を見据えて、2011 年度から東京大学生産技術研究所の加― 造船技術センターと東京大学、みずほ情報総研、理化学研

藤千幸教授と高精度数値シミュレーションによる曳航水槽試験究所の共同研究として行ったスーパーコンピュータ『富岳』にの代替に関する技術研究を行ってきた」

よる大規模数値流体シミュレーションがスパコン界（高性能計算分野）のノーベル賞とも称されるゴードン・ベル賞の最終候補― 数値シミュレーションによる利点は。

に選出された。

「数値シミュレーションによる水槽試験の代替はさまざまな「ゴードン・ベル賞は ACM（アメリカ計算機学会）が授与す

メリットがある。
（1）コスト・設計期間の削減、（2）得られる情るもので、単に計算速度といったスパコンの性能だけでなく、報が水槽試験に比べて圧倒的に多い、（3）実際の水槽試験では現実の課題解決のために高性能計算（HPC：High Performance

不可能や労力のかかる思考実験もシミュレーションであれば簡Computing）が貢献できるかが評価される。昨年はファイナリ

単にできることなどだ。実際の模型船の製作も不要になる。試スト（最終選考対象）となった 6 件の 1 つとして、SRC の技術

験を数値シミュレーションで代替できるということは、さまざ開発部西川達雄課長のグループ論文『Large Eddy Simulation を

まな工業分野のエンジニアにとっての夢だが、船舶分野ではこ使った数値曳航水槽の実現に向けて』が選出された」

れまで実現できていなかった」― 論文はどのような点が評価されたのか。

― 一般的な流体シミュレーションにはどのような手法が用い「 数値シミュレーションによる水槽試験の置き換え は従来られており、今回の研究とはどのように異なるのか。

のスーパーコンピュータの『京』では計算に時間がかかり過ぎ「これまでの流体シミュレーションの手法としては Reynolds-て現実的ではなかったが、『富岳』による今回の研究では 実用

averaged Navier-Stokes（RANS）法が主流だ。RANS 法はある

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程度の誤差があり、RANS 法を使った数値シミュレーションに実証計算を行う予定だ。このほかにも、プロペラのキャビテー

よる水槽試験の置き換えはできなかった。これに対してわれわ

ション試験に対応した計算や操縦性能試験、波浪中試験などにれの手法は Large Eddy Simulation（LES）と呼ばれるものだ。膨対応した実証計算にも発展させていく予定だ」

大な計算量が必要だが、船体周りの水の流れが正確に表現でき、船体の抵抗や所要出力（馬力）などの数値が正確に得られる。

― 受注して取り組んでいる研究案件もあるのか。

ラインズがあれば直接入力できるが、6 〜 8m の模型船周りの「スパコンを活用した流体数値シミュレーションは発展途

LES を行うためには数百億点から数千億点の計算格子点が必要上ではあるが、既に受注した研究受託案件もある。一例としで、処理能力の高いスーパーコンピュータが不可欠だ」て、数値シミュレーションによる温室効果ガス（GHG）削減の「現在、RANS 法は設計の初期段階で船型を絞るための利用ための省エネ付加物の開発に関連する研究を受託した。また、に限定されており、最終的な性能確認には 6 〜 8m の模型試験

Large Eddy Simulation（LES）技術を利用した水槽試験の高度化を行っている。LES を併用すれば、設計初期段階から最終確認に関する研究受託実績もある。水槽試験では細かな水の流れのの模型試験まで全てが数値シミュレーションでできる。数値シ

様子がわからないため、船体のどこに、どういった流れが作用

ミュレーションは CAE（computer aided engineering）なので、して結果的にどのように推進性能が変化したか、そのメカニズ

数値シミュレーションで統一できればデジタルツインとの親和

ムがよくわからないものがあったが、数値シミュレーションで性も高くなる」は映像として現象を可視化できる。船型開発に数値シミュレー
ションを活用することで、より省エネ性能を高めることができる可能性もある」■ 匠の格子切り が必要― 課題は。
「いくつかの課題がある。最大の課題は実用化、普及という観点での LES の認知度が低いことだ。新たな方法に優れたポテ
ンシャルがあるとわかっていても、造船所はこれまで実績のある手法から簡単には離れられない状況もある。数値シミュレー
ションのメリットを具体的に示すとともに、水槽試験から数値
船が作り出す波を再現した数値流体シミュレーション

2. 水槽試験を超えた船型開発の実現へ

シミュレーションへのスムーズな移行方法を造船所と一緒に考
えていくことがわれわれの課題と考えている」「いわゆる『イノベーション創出過程におけるデスバレー』の克服も課題だ。あ■水流を可視化る程度の需要が見込まれなければ、スパコンの計算量あたりの― スーパーコンピュータを使った数値流体シミュレーション

費用が割高になる。膨大な量のデータハンドリングの効率化やのこれまでの成果は。

計算格子生成の効率化も必要になる」「これまで『京』を使って数種類の船型に対して水槽試験と比4較を行い、水槽試験と同精度の計算ができることを証明した。

― 技術面での課題は。

『京』を中核とする HPCI（ハイ・パフォーマンス・コンピューティ「習熟、いわゆる匠の技能も求められ、計算格子について通ング・インフラ：国内の大学や研究機関の計算機システムやスト

常よりも品質の良い計算格子が必要になる。SRC では、これらレージを高速ネットワークで結んだ共用計算機環境基盤）シス

の効率的な生成法もノウハウとして蓄積されてきており、ノウ

テム利用研究の産業利用課題には 5 年連続で採択されており、ハウを身に着けた人材養成に取り組んでいる」

取り組みがメディアに取り上げられたほか、国際学会で最優秀「われわれの計算手法は高度な精度を求めているため、数値論文賞を受賞するなど学術的にも高い評価を得ている」

解法上の誤差を極限まで減らしている。数値シミュレーション「SRC の依頼試験のうち 9 割が平水中における抵抗・自航試験

結果と水槽試験結果との比較過程で、安定かつ高精度な計算ノだが、6m 模型相当の抵抗試験や 4m 模型相当の自航試験に対ウハウを蓄積してきた成果で、SRC の強みでもある。スパコン応する『京』の計算は、水槽試験結果との差が試験の誤差の範と LES という基本ソフトがあるだけで誰でも精度の高い結果が疇に収まっており、結果に差がほとんどないことを確認してい得られるというわけではなく、やはりノウハウや専門人材の養る。
『富岳』では今後、6 〜 8m 模型の抵抗・自航試験に対応する成が必要になる。これから LES による解析に一から取り組むと

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なればかなりの労力が必要になり、船型開発の片手間で取り組①

圧縮機サージの直接解析

むのは不可能だろう」②

多段遠心ポンプの流体性能の高精度予測と設計最適化③

数値曳航水槽の実現と省エネデバイスのメカニズム解明■数値流体解析が主流の時代へ④

ファンから発生する空力音源の解明・制御と設計最適化― 水槽試験と数値シミュレーションの今後の展開は。

⑤

キャビテーション予測モデルの高度化と非定常流動現象の「来年度から『富岳』の一般利用が開始される。
『京』の時代では水槽試験を置き換えることを目標としてきたが、『富岳』以降予測・解明⑥

高性能計算機の利用促進の時代には数値シミュレーションのメリットを生かして水槽試験を超えた船型開発を目標にしたい。これまで水槽試験ではよ

SRC は WG3 の主査を担当しています。現在のところ、参加

くわからなかった細かな船体周りの流場情報を可視化すること団体はシーメンス PLM ソフトウェア・コンピューテイショナル・

で、より性能の良い船型、効率の良い推進器の開発を考えていダイナミックス、ジャパン マリンユナイテッド、東京大学、名る。また、水槽試験ベースの実船性能推定法とは異なる新しい村造船所、日本シップヤード、みずほリサーチ & テクノロジー

実船性能推定法の研究開発にも着手している」

ズ、三井造船昭島研究所と SRC の 8 団体であり、造工中手船型「現在ターボ機械協会の『流体性能の高精度予測と革新的流体研究会（HRC：Hull Research Committee）とも連携して運営し設計分科会』で国内造船所数社、研究機関、商用 CFD ベンダーております。

（汎用の流体シミュレーションソフトの開発・販売会社）などとこの WG3 では大きくテーマを 2 つに分けています。最初の研究を進めている。この活動を通じて水槽試験から数値シミュ

テーマの「数値曳航水槽の実現」では、複数の水槽で同じ模型

レーションへのスムーズな移行が行えるよう、皆で考えていを計測して、LES 計算結果と比較します。これは文字通り「数きたい。また、スパコンによる数値シミュレーションが増えて値曳航水槽の実現」に関する研究ですが、「水槽試験を超える」

くれば、将来的にはスパコンを整備することも検討事項の 1 つことを狙った研究も行います。大小相似形状の模型を使いレイになるだろう。計算機の能力向上は 10 年で 1000 倍、20 年でノルズ数影響を実験的に調査し、LES 計算結果とも比較します。

100 万倍になっており、数値シミュレーションが主流になる時

この研究では実験的に得ることが難しい詳細な流れ場の情報を代がすぐそこまで来ている」

LES 計算結果から抽出し、現状の実船性能推定法の改善を目指（聞き手：松井弘樹氏）

します。さらには、実船の直接シミュレーションを視野に入れた Wall-modeled LES の開発 & 検証もスコープに入れています。
次のテーマの「省エネデバイスのメカニズム解明」では、実験的には解明が難しい省エネデバイス周りの流れを LES で再現し、その流れ場を詳しく見ることによって、省エネ効果の流体
力学的メカニズムを把握することを目的としています。対象となるデバイスはプロペラの後方に配置されたものであり、複雑な流れを精緻に再現する必要があるものを選びました。また、このテーマでは RANS の計算も行います。RANS は現在、設計
船体とプロペラの干渉を調べるシミュレーション

3. ターボ機械協会での活動について

現場で最もよく使われている CFD 手法ですが、インタビュー記
事の中にもあったように RANS 法はある程度の誤差を含んでいます。LES 計算結果と比較することにより、流れ場の全領域で以上が掲載された記事の転載になりますが、記事にも紹介が詳細に誤差を把握することができます。これにより、RANS をありました、ターボ機械協会の分科会での活動を少し追加でご

設計現場で使う時の注意点や、精度の上げ方などのノウハウが紹介させて頂きます。

得られると考えています。本分科会への途中参加も受け付けて一般社団法人ターボ機械協会では 2020 年度より 4 年計画で『流体性能の高精度予測と革新的流体設計分科会』を設置して活おりますので、ご興味のある企業の方、大学、研究機関の方はお気軽にご連絡ください。

動を行なっております。この分科会では 6 つの WG（ワーキン

その他、昨年度より、舶用プロペラのキャビテーション計算

ググループ）に分かれて研究を進めています。WG でまとまっがようやく、我々の高精度 LES でも計算できるようになってきた結果については分科会でも情報共有されます。以下に各 WGました。この結果については次の機会にご紹介します。

のテーマを記します。

（技術開発部

技術企画課

西川

達雄）

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砕氷型流氷観光船「ガリンコ号Ⅲ IMERU」就航
また、流氷域での操船性を向上させると共に離着岸時の時間短縮を図る。
（２）アルキメディアンスクリューは既に出来上がった技術として新規開発は行わず、ガリンコ号Ⅱと同じ設計のものを採用する。
（３）耐氷構造はガリンコ号Ⅱと同程度とするが、NK 規則の改正も含め、構造強度及び運航方式を見直す。
（４）旅客設備、特に流氷を直接観察できる場所を確保し、流氷
観光設備の大幅な改善を図ると共に砕氷船特有の動揺に対する軽減策を図る。
（５）冬季の北海道特のオホーツク海域における低温を考慮した
紋別市（オホーツクガリンコタワー株式会社）

1. はじめに凍結防止対策を徹底する。

4. 課題と対応

北海道を代表する砕氷型流氷観光船の 3 代目「ガリンコ号Ⅲ

IMERU」が就航しました。
紋別市（運航：オホーツクガリンコタワー株式会社）が建造し上記の要求性能を達成させるための課題と対応は以下のとお
りです。

（1）船型

たガリンコ号Ⅲ IMERU は、これまでのガリンコ号Ⅱに比べ、操本船は砕氷船構造（重構造）と 16 ノット以上という高速を両船性、乗り心地、流氷観光設備等が格段に向上した流氷観光船

立させると共に、操船性能を向上させるという技術的な課題にです。

対して、NK 鋼船規則の耐氷規則 IB 相当を確保しつつ、大馬力

年々後退している流氷域に対し、できるだけ多くの人々に流中速ディーゼル機関とアジマス推進器を採用するという相反す

氷を体験して欲しいというガリンコ号関係者の切なる思いを達る設計に挑戦することにしましたが、このため、新たな船型開成するため、速力を大幅に上げ、流氷域での操船性を向上させ発が必要でした。

るため、前例のないアジマス推進器 2 軸を採用しました。

船首は鋭角として氷に乗り上げ易くし、船尾はアジマス推進

また、流氷観光の目玉でガリンコ号、ガリンコ号Ⅱで採用さ器に合わせバドックフローとスケグの組合せといった、最近のれてきたアルキメディアンスクリューは踏襲する一方で、乗り海洋調査船の船型に近い、他に例のない船型を開発することに心地を改善するため角型に近い中央断面とした上で、ビルジなりました。これによって、ガリンコ号Ⅲ IMERU はアルキメディ

キールも設備して横揺れ抵抗を大きくしています。

アンスクリューによる砕氷だけでなく、船型を利用した砕氷もこの結果、揺れの少ない非常に乗り心地もよく、晴れた日の可能となるよう致しました。

航海ではブリッジの前の特等席で流氷観光を楽しめます。現在はコロナ禍ですが、今後、活躍が期待されます。

2. 建造工程
起工年月日

令和 2 年 5 月 19 日

進水年月日

令和 2 年 7 月 29 日

竣工年月日

令和 2 年 10 月 30 日

3. ガリンコ号Ⅲの要求性能
オホーツク・ガリンコタワー株式会社と日本造船技術セン
ターとでまとめた本船の要求性能（基本コンセプト）は以下のとおりとしました。
（１）流氷域までの到達距離を広げる速力（目標：最大速力 16ノット以上）を上げる。

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（２）中央断面
砕氷船は砕氷の氷を船側に押出し、氷による損傷を避けるため船型は丸型とし、ビルジキールを装備しないのが一般的です。
このため、一旦揺れ出すと周期の長い特有の動揺をするので旅客にとっては船酔いるための最適ピッチの設計をお願いしました。メーカーはこのし易くなります。ガ

相反する要求に対する期待に十分答えてくれました。

リンコ号Ⅲでは、こなお、本船では念のためプロペラ後流にアイスホーンを装備の対策として、本船しましたが、アジマス推進器を採用しているので、流氷の中ででは角型船型を採用

後進を使用することはあまりないと考えられます。

し、氷が船底に滞留しないように船底外板のラインの延長となる形状のビルジキー
ルも採用しました。

（3）アルキメディアンスクリュー
アルキメディアンス
クリューは初代ガリン
コ号から受け継がれて き た 装 置 で す が、既に開発した造船所
も技術者がいなくなっていたので、ガリンコ号Ⅱの図面を

5. 船舶の概要

元に全く同じもの製作してもらう予定でしたが、ローダーの駆（1）主要目等動装置の製造メーカーがなくなっていたので、新たにメーカー

船

質探しから始め、海外メーカーで設計のし直しを行いました。

全長（4）耐氷構造と寒冷地対策型深さ

砕氷型観光船としての耐氷構造は基本的にはガリンコ号Ⅱと同程度の能力とし、NK 鋼船規則 I 編（極地氷海船等）耐氷船階級 ID を参考とし、船首尾は IB 級の相当する氷圧に耐える構造としています。

鋼

航行区域

限定沿海区域45.55m
型 幅
8.50m
3.80m
計画満載喫水2.70m
366 トン
速力16.05 ノット
245 名（船員 10 名、旅客 235 名）

総トン数
最大搭載人員（2）機関設備
主推進機関

ディーゼル

また、流氷中を砕氷して航海するという特殊運航をするため

主推進器

アジマス推進器 4 翼固定ピッチ

JG のご指導により、「設計方針書」及び「運航マニュアル」を作

発電機関

ディーゼル

成し、ご承認頂いています。

アルキメディアンスクリュー

本船の設計・建造の中で非常に難しい問題が寒冷地対策です。

同上油圧駆動原動機

防熱材の施工範囲、配管系統の防熱及びドレン抜きを徹底して（3）電気設備

い行いました。特に主機関等の冷却海水の取入れは 2 段階（シー発電機

1,618kW90kW
400kWという難敵に遭いましたが、当初計画の主機関等の冷却排水をAC225V × 100kVA × 1200min-1
主配電盤（220V、100V）、分電盤等
蓄電池
DC24V × 200AH
変圧器
225V/105V × 60Hz × 15kVA
充放電盤 入力 AC220V、出力 DC22V 〜 35V

利用することで運航しております。

動力装置、照明装置等

チェストからアイスボックスを介してシーベイに一旦取込み、
シーベイから冷却水ポンプで汲上げ）とし、海氷の吸込みを防ぐ構造としています。このシステムは当初グリスアイス（泥氷）

2基
2基
2基
1組
1基
2台
1式
2組
2台
1面
1式

（4）航海設備
操船コンソール等
航海灯及び航海灯表示盤
操船指令装置、船内指令装置

1式
1式
各1式

（5）推進システム
砕氷船への採用のため、NK 規則の Ice Class 1B に準拠すようにアイストルク、プロペラ羽損傷荷重の見直しを製造メーカーにお願いしました。合わせて、メーカーには速力を確保す

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レーダー

GPS 航法装置

19 インチ× AC100V
DC24V

監視カメラ（氷上監視、ローター監視等）

1台
1式
1式

6. 旅客室
本船のデザインテーマは Delightful Cruise/ 楽しさの再発見

また、椅子席前方展望スペースには大きな窓があり、ここでも船の進行方向や砕氷の様子が見学できます。

（4）旅客室（1 階）
この区画には 139 名分の椅子が用意されているほか、前方中央の椅子・テーブルは取外し可能とし、ミニコンサートなどが企画できるように計画されています。

です。甲板ごとにデザインモチーフを変え印象の異なる船内空間としています。

（1）特等席
本船では船長はじめ乗組員の希望で特等席ともいえる操舵室
前のスペースが旅客の流氷見学のために提供されました。晴れた日はこのスペースは旅客で鈴なりです。この粋な図らいにガリンコ号へのリピーターがますます増えることでしょう。
（案内所）（2）流氷見学室（3 階）
流氷見学室はゆったりとしたソファ 38 人分があり、広い窓
から流氷をみることができます。外が吹雪いているような時はここから流氷見学を楽しむように計画されています。

（5）その他設備
本船は、流氷観光の期間以外でも遊覧クルーズやフィッシン
グクルーズなどの運航を行っているほか、北見工業大学が行っている地域をフィールドとして活用した実践的教育プログラム「オホーツク地域と環境」の中で「ガリンコ号Ⅱ紋別沖海洋調査実習入門」の生物サンプリングなどを行ってきましたが、ガリンコ号Ⅲは船尾にある広い作業甲板を有しており、A フレームからピストンコアラを使った採泥調査を行うことができます。

7. おわりにガリンコ号Ⅲ IMERU の基本設計から建造監理を進めるのあたり、運航に関する貴重な経験をご助言頂き、また、積極的なご（3）旅客室（2 階）
この甲板は 58 名分のハイバック椅子が用意されているほか、案内所、バリアフリー対応のトイレや設備が装備されている。

支援を賜りました紋別市殿、オホーツクガリンコタワー株式会
社の方々に厚く御礼申し上げます。
また、大分運輸支局及び北海運輸局による砕氷型旅客船等の規則に関するご指導、並びに建造に当たった株式会社三浦造船所及び MHI 下関エンジニアリングの方々の豊富な経験と努力によって、数々の困難を乗り切って完成に至ったことを付記します。まさに多くの方々の思いの結晶です。
船名に付された「IMERU」という言葉はアイヌ語で「光」を意味するそうです。紋別市長も「コロナ禍の中、勇気を与えてくれる名称」と市の選定委員会に感謝したそうです。本船がオホー
ツク地域のみならず、日本の全体に「希望の光」を与えてくれると信じています。
（海洋技術部

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藤里

宜丸）

川崎市消防局消防艇「うみかぜ」― 19 総トン型小型消防艇 ―航走写真

1. はじめに方、組合せについて検討し、大型艇と小型艇の特性（大型艇と小型艇の 2 艇選択出場体制）を活かした運用体制について、新

川崎市消防局殿は、川崎港内の消防、救命活動に対応する消たにかかる財源及び大型艇、小型艇のそれぞれの機能を活用し防艇を 2 隻保有していますが、このうち「第 6 川崎丸」について、

た運用について、川崎臨海部の現状と想定すべき各種災害への平成 28 年に代替船の建造を決定されました。基本設計は平成対応に必要な機能（4 項目）と、2 艇体制の組合せに機能分担の

31 年度に実施された後、建造は令和 2 年度に行われました。本

詳細な検討を行った結果、19 総トン型小型消防艇との検討結

船は令和 3 年 4 月 30 日に引渡され、現在臨港消防署千鳥町出張果が得られた。

所を基地に、消防救命活動に活躍しております。当センターで本船の建造に当たり、川崎市消防局殿が決定された要求事項

は平成 31 年 4 月から平成 31 年 9 月まで、本船の基本設計業務は以下のとおりです。

を行いました。入札の結果、広島県尾道市のツネイシクラフト（1）本艇は 20 総トン未満の日本小型船舶検査機構（以下 JCI と& ファシリティーズ（株）が、建造造船所として選定され、新船いう）による検査を受ける船舶とするが、安全性を配慮し舶建造工事が実施されました。当センターでは令和 2 年 4 月かながら極力大型化する。また、航行区域は平水とするが、ら令和 3 年 4 月まで、新船舶の建造監理を行いました。

構造・復原性は沿海を適用する。

以下に本船の概要と性能を紹介致します。

2. 本船の基本コンセプト（2）本艇は常備状態で約 25 ノットの船速を確保するため、単胴の V 型船型とし、主船体、甲板及び上部構造を耐食性ア
ルミニウム製とし、船体の軽量化と復原性の向上を図る。

川崎市消防局殿は、令和 2 年 3 月に配備された 109 総トン型

（3）救急救助活動においては業務上高速力を要求されることか

大型消防艇「かわさき」との 2 艇体制について、2 艇体制の在りら極力軽量で強靭な構造とし、搭載物は極力小型軽量高品

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質な製品を選び、重量の軽減を図る。

水線長 16.92m（4）本艇は、WJ 推進装置を搭載するため後部浮力が大きく、各

型幅

4.16m

状態を通じて、船首トリム（バイザヘッド）やトリムが過大

型深さ

2.05m

とならないようよう設計建造をする。またヒール（横傾斜）速力27.3 ノット（常備状態）に関しては、計算書で事前に確認をし、ヒールが発生しないよう左右の機器等の配置を考慮する。
（5）船体各部の振動が最少になるように留意するとともに、騒音を極力軽減する。

30.2 ノット（試運転状態）
総トン数

19 総トン

航行区域

平水区域

最大搭載人員

船員6名

旅客6 名（24 時間未満）（6）本艇は消防機器の搭載により通常船舶に比べ重心位置の上昇が考えられることから、復原性に関しては、事前に十分

その他乗船員 6 人（1.5 時間未満）（3）主要装備

な計算を行い建造する。

3. 本船の概要（1）一般配置
一般配置は、上甲板下に前部より船首倉庫、タンク室、機関

主機関：高速ディーゼル機関（720kW）

2基

推進器：ウォータージェット推進装置

2基

主発電機

1基

消防ポンプ

ディーゼル機関駆動（30kVA）
ディーゼル機関駆動（515kW）

1基

室の 3 区画としており、機関室には、主機関 2 基、発電機 1 基、

マウスボード操船及び定点保持システム

1式

原動機付消防ポンプ 1 基及び配電盤等を効率よく配置し、騒音、船用油圧クレーン（0.96ton）

1式

振動にも配慮した構造としております。上部構造物は、操舵室

監視カメラ装置（赤外線サーマルカメラ）

1式及び待機室が配置され、海面監視能力を向上させる目的で、前ヘリコプター画像受信装置（ヘリテレ）

1式

面に大型窓を配置しています。船体形状の特徴は、上甲板の作業性を考慮し、エンジンケーシング等の突起部のない全通フル4. 本船の特徴

フラットデッキを採用しています。後部甲板には、油圧クレー（1）機動性ン及びダイバー用梯子を設ける等、潜水救難活動のスペースを確保しています。

本船は、推進機関の総出力は、720kW の高速ディーゼル機
関 2 基を搭載し、川崎港の水深等を考慮し、ウォータージェット推進装置を各々の主機に組み合わせた 2 機 2 軸として、航海速力 27.3 ノット（常備状態）最大速力 30.2 ノット（試運転状態）の速力を達成しています。

油圧クレーン

ダイバー用梯子

クロスファイヤー放水銃

消防装置の特徴としては、大型船舶、石油コンビナート火災に対応するための大量放水能力を可能とするため、主機関から独立したディーゼル機関駆動の大型消防ポンプ 1 基と、船首に、
クロスファイヤー放水銃 2 門と、船橋上部に大口径放水砲 2 門を装備しております。

（2）主要目用途

消防艇

船質

主船体：耐食性アルミ合金
甲板及び上部構造：耐食性アルミ合金
主機関

船型

単胴 V 型資格

JCI・第 4 種船

主要寸法

全長

（2）操船性能（定点保持・離着桟）

18.50m

本船は、ウォータージェット推進装置 2 軸船であり、横移動

登録長 16.21m

等操船性能が高く、かつ、海面待機時の位置保持や、港内での10 SRC NEWS No.108 June 2021

離着桟の操船性の向上など、操船を補助する機能であるマウス

業が屋内で出来る空間が確保されています。また後部上甲板とボード操船及び定点保持システムを装備しています。

待機室の間の閉鎖装置は、機材等搬入搬出のための安全性を考（3）消防能力慮し、スライド式扉を採用しております。また、待機室には、19t 小型消防艇としては、最大の独立ディーゼル機関駆動の大容量消防ポンプ（16,000L/min）1 基装備しています。

緊急時ベットとして使用可能なソファーが 1 床配置されています。なおこのスペースは、緊急時以外は、乗船者スペースとして活用されます。

待機室

ソファー兼ベット

スライド式扉（6）船内設備
原動機付消防ポンプ

操舵室には、前面のコンソールに、操舵装置、主機関操縦装

大口径 5,000L/min 放水砲を船橋甲板上前部に 2 門、上甲板置、通信航海装置、消防装置等が機能的に組み込まれています。

船首部に、3,000L/min クロスファイヤー放水銃を 2 門、合計

また操舵室後部には、カーテンにより仕切られた待機室が設け

16,000L/min の放水能力を有しております。

られ、救急スペースが確保されています。

全門放水及び自衛噴霧

陸上送水口兼集合放水管（2 口）を両舷に各 1 基、自衛噴霧ノズルを配置しております。石油タンク等の油火災に備え、泡原液タンク（500L ポリタンク）4 個を、後部甲板に仮設で搭載し、操舵室

5. おわりに
本船の建造監理を通して、船主である川崎市消防局殿には終泡原液混合装置により、泡消火も対応可能となっています。

始適切なご支援を戴きました。心よりお礼申し上げます。また、（4）船体塗装

建造に当たられたツネイシクラフト & ファシリティーズ（株）

船体塗装は、大型消防艇「かわさき」と、同様の仕様で、主殿には、高度な造船技術とセンス溢れるアイデアを駆使して本船体は赤色。上部構造物は白色の塗装となっています。本船塗船建造に尽力されましたことを付記致します。本船の就航によ装の特徴として、川崎市消防局の「KAWASAKI CITY F.D.」のローり、大型消防艇「かわさき」と相まって、川崎港、多摩川及びマ字ロゴと、アクセントとして「川の字マーク」の三本線を施

東京湾の海上における消防活動・潜水救難活動・沿岸陸上火災へしています。

の送水活動等々、さらなる海上の安全と災害防止が図られるこ（5）救急救命装備とを期待しております。

本船は、待機室を設けることにより、消防救急救難の準備作（海洋技術部神澤雅彦）

SRC NEWS No.108 June 2021 11

岩手県漁業取締船「岩鷲」が竣工― 国内最速の漁業取締船 ―岩

1. はじめに本州北東部に位置する岩手県は、宮古市の北方に隆起海岸の特徴でもある海食崖や海岸段丘が、また南方には多くの入り江

鷲

進

水

令和 2 年11 月 19 日

引渡

令和 3 年 1 月 15 日

3. 基本設計コンセプトがあるリアス式海岸が連なり、美しく変化に富んだ景観を見せ

岩手県では、漁業取締船の役割を「漁業秩序を維持し、漁業ています。その海岸線の長さは約 708km にもおよび、水産物

経営の安定化を図るため、アワビ等磯根資源の密漁や違反操業の生育に適した岩礁に恵まれており、岩手県の資料によると平の取締体制を強化する。」としております。これらの業務を十分

成 27 年度の漁業生産額は、アワビ類及びわかめ類が全国 1 位、発揮できるよう、以下に示すコンセプトで基本設計を行い、そさけ類が全国 2 位となっております。しかし、沿岸域におけるれらを具現化させるための建造監理を実施しました。

アワビ等の密漁による不法行為も多数報告されているとのこと○総トン数は 60 〜 70 トン程度です。この豊かな水産資源を守ると共に漁業秩序を維持するた○試運転最大速力 47 ノット以上を確保

め、県では漁業取締船「はやちね」と「岩鷲」の二隻体制で取締○

船体重量の軽量化業務を実施してきました。しかし、「岩鷲」は竣工後 20 年以上○

ウォータージェット推進方式の採用が経過して老朽化が進んでいたため県は代船を建造することと○木原式ステップバウ付ディープ V 船型の採用し、平成 31 年度に基本設計を実施しました。令和元年度に行○監視・取締装置の充実

われた入札の結果、三菱造船株式会社が落札して建造が進めら○業務の利便性を配慮した上甲板室内導線配置

れてきましたが、令和 3 年 1 月 15 日に釜石市（平田港）において、〇十分な視界確保

完成・引渡が行われました。
当センターは、岩手県からの委託で基本設計及び建造監理業務を実施しましたので、以下に本船の概要を紹介します。

2. 工 程起工令和 2 年 7 月 15 日

12 SRC NEWS No.108 June 2021

4. 船舶の概要（1）主要目等
船

質

軽合金製

資

格

JG 第三種漁船

全長28.60m

深さ（型）

2.75m

計画満載喫水（型）1.00m
総トン数

66 トン

登録長さ

24.10m

最高速力

48 ノット

発電機関

4 サイクル高速ディーゼル機関

1台

幅（型）

5.50m

航海速力

35 ノット

発電機

60kVA

1台

キセノン探照灯

電動遠隔操作型、2kW

1台

LED 探照灯

電動遠隔操作型、80W 相当

2台

電子ホーン

第三種汽笛

1式

音響測深機

2 周波、15 インチカラー

1式

潮流計

ドップラー式

1式

最大搭載人員 12 名（船員：8 名、その他乗船者 4 名）

GPS コンパス
NO.1、2 レーダー1台
25kW、19 吋カラー液晶

各1台

GPS 航法装置
カラープロッター

1台
19 吋

1台

真風向風速計1式

マルチディスプレイ

4台

航海コンソール（2）主要装備
海上監視カメラ装置

5 軸安定制御装置

1台

コントロールユニット

1台

ハイビジョン対応モニター 22 吋モニター

1台

収録用装置

1式

映像分配器

1式

像安定双眼鏡

2台

パソコン

3台

A4 インクジェット複合機 ファックス付

1台

データ蓄積装置

1式

WORM 対応デジタル一眼レフ

1台

AIS 受信機1台

WORM コンパクトデジタルカメラ

1台

双方向 VHF 無線電話装置

1台

日本語ナブテックス受信機

1台

EPIRB

1台

レーダートランスポンダ

1台

27MHz DSB 無線装置

1台

75WSSB 無線装置

1台

全波受信機

1台

国際 VHF 無線電話装置

1台

衛星利用船舶電話

1台

ファックス

1台

機関室

5. おわりに「岩鷲」の基本設計及び建造監理業務を進めるにあたり、常に監視卓

積極的なご支援とご高配を賜りました岩手県農林水産部殿、岩主機関（高速ディーゼル機関）1,763kW

2台

減速逆転機

2台

竪異芯型、遊転ポンプ付推進器（ジェット・インレットダクト一体型）電子制御方式 2 式
オートパイロット

船位変更指示可能型

1式

手県漁業取締事務所の方々に対し厚くお礼申し上げます。
また、建造に当たられた三菱造船株式会社殿が、豊富な経験に基づき誠意をもって尽力されたことを付記します。
（海洋技術部太田悟）

SRC NEWS No.108 June 2021 13

ストックプロペラの単独性能試験の繰り返し精度
1. まえがき
プロペラ単独性能試験（Propeller Open water Test、POT）は、船体に取り付けた状態ではなく、プロペラ単独で計測を行う（図1 参照）が、その目的は 2 つある。

1 年間を設定し、最近の POT が 1 年以上前となるストックプロ
ペラを使用して自航試験を行う場合は、その前に POT を実施して、そこで得た POC を自試試験解析に使用している。

POT を繰り返し行った場合にも、全く同一の結果が得られる事が理想であるが、実際には多少異なる結果が得られる事になる。SRC における水槽試験の精度については、SRC News●

自航試験解析を行うため●

実船プロペラ特性を推定するため

No.854）で紹介されており、繰り返し精度に関しても、標準プ
ロペラの結果が記されている。POT の際には、当該プロペラの試験の前に必ず標準プロペラの計測を行い、以前の結果と比較

この 2 つの目的の試験で機器の配置や計測項目は変わらない

して異常がない事を確認した後、当該プロペラの計測を行う事

が、試験を行うプロペラ回転数は異なる。国際試験水槽会議のとしている。SRC News No.85 では 1988 年から 2009 年の間定めた推奨手法（ITTC RP）では、自航試験解析のための POT は、に繰り返して行われた標準プロペラの POT 結果に基づく繰り返

自航試験時のプロペラ回転数に近い回転数で行い、実船プロペ

し精度として、前進係数（J）ベースにおける KT、KQ が、それぞ

ラ特性を推定するための POT は可能な限り高いプロペラ回転数

れ± 0.6% 程度の範囲内にある事が示されている。

で行う事とされている。

POT 自 体 に つ い て の 解 説 記 事 は、SRC News No.261）とNo.272）に掲載されている。また、POT で使用する計測装置であるプロペラ単独試験用動力計については SRC News No.753）
で紹介しているので、必要に応じて参照していただきたい。

今回は、標準プロペラ以外のストックプロペラについて、繰
り返し精度を報告する。

2. 供試プロペラと調査方法
今回、調査の対象としたストックプロペラは 12 枚で、主要
目 等 を 表 1 に 示 す。 直 径 は 0.18m 〜 0.25m、H/D は 0.65 〜

0.90、aE は 0.45 〜 0.65、Z は 4 と 5 である。POT を繰り返した数は各プロペラ 3 〜 6 回で全体で 54 ケースである。集計期
間（集計対象とした一番古い POT と最新の POT の期間）は 4.2
年〜 8.6 年である。また、POT を実施した時の水温の差は最大で 10℃程度である。
表 -1 供試プロペラの主要目等
図1

POT の概略配置（出典：ITTC RP 7.5-02-03-02.1）

今回は、ストックプロペラの単独性能試験の繰り返し精度について述べる。自航試験の際に使用する模型プロペラ形状を選ぶ方法には、実機プロペラの縮尺模型を使用する方法と、実機プロペラの要目（ピッチ比（H/D）、展開面積比（aE）、翼数（Z））に近い既存プロペラを代用する方法がある。当センターでは、

M.P.No.

Dpm[m]

H/D

aE

Z

A

0.18000.70000.6500

5

5

4.7

16.7

21.2

4.5

B

0.19200.78000.6500

5

3

4.6

13.3

17.6

4.3

集計数 集計期間(年) 最低水温(℃) 最高水温(℃) 水温差(℃)

C

0.19500.71000.5500

4

4

5.1

16.7

20.1

3.4

D

0.24570.89410.4573

5

3

8.6

11.5

21.6

10.1

E

0.22500.70000.5500

4

5

6.3

12.9

21.4

8.5

F

0.24000.74000.5500

4

6

6.1

13.1

21.6

8.5

G

0.21800.70000.5500

4

5

6.2

11.3

15.3

4

H

0.21000.65000.4500

4

3

6.7

11.3

19.2

7.9
1.8

I

0.21000.71000.5500

4

5

5.2

12.4

14.2

適当なプロペラを選んで自航試験を行っている（ストックしてJ

0.21500.80000.5500

4

4

4.9

17.5

21.4

3.9

K

0.20300.75000.5000

5

6

4.8

11.7

14.5

2.8

ある既存の代用プロペラという意味でストックプロペラと呼ばL

0.20500.70000.5000

4

5

5.1

13.6

21.2

7.6

後者の方法を採用しており、いわゆるストックプロペラかられる）。

1 つ目の目的の POT により得られるストックプロペラの単独性能（Propeller Open Characteristics、POC）は、自航試験解析を行う際に必要であり、1-wT とη R の結果に影響を与える。

均値を計算し、その平均値に対する各 POT 結果の差分をばらつ

ストックプロペラは、ブロンズ合金またはアルミ合金製であり、きの大きさとして評価する。差分については、絶対量ではなく接触等による破損がなければ、長期間にわたって使用される。

設計点の J における値に対する相対量（%）で評価する。具体的

当センターではストックプロペラの POC の有効期限としてな手順を以下に示す。

14 SRC NEWS No.108 June 2021

繰り返し試験におけるばらつきの調査方法として、複数回実施した POT 試験結果（フェアリング後）について、J ベースで平i）複数回実施した POT 試験結果（フェアリング後）について、同一の J における KT、KQ の平均値（KT_ave、KQ_ave）を求める。
ii）上記で求めた KT、KQ の平均値に対して、各計測における KT、KQ の差分を取り、設計点の J（J_d）における KT_d、KQ_d で次ら、慎重に結果を判断するべきである。
なお、POT の結果については、ばらつきの大きさだけでなく、
経年変化と水温影響についても調査しており、いずれにおいても有意な傾向は見られない事を確認している。

式により無次元化する。

（試験センター技術部

δ K T =100 ×（ K T-K T_ave ）/K T_d （ % ）

・・・
（1）

δ K Q =100 ×（ K Q -K Q_ave ）/K Q_d （ % ）

・・・
（2）

なお、ストックプロペラには設計点の J がないので、ここでは、
これまでに実施した POT における設計点の J と実船プロペラのピッチ比の関係の実績を参考に、代用プロペラの設計点の J を

新郷

将司）

参考文献

1）SRC ニュース No.26,1994/11
2）SRC ニュース No.27,1995/1
3）SRC ニュース No.75,2008/4
4）SRC ニュース No.85,2010/10

定める。ここで図 2 に実船プロペラにおけるピッチ比と設計点の J の関係を示す。設計点の J はピッチ比から 0.3 程度低い値として得られる事が分かる。

3. 調査結果
自航要素解析において重要な KT と KQ の繰り返し試験におけるばらつきの大きさを、δ KT とδ KQ で評価する。図 3 と図 4 に
δ KT とδ KQ の最大と最小を示す。これらを見ると、ストック
プロペラにおいても、繰り返し精度は、概ね標準プロペラと同程度の繰り返し精度の範囲内（± 0.6% 程度）である事が分かる。

図 3 KT の繰り返し精度（差分の最大と最小）

図2

実船プロペラにおけるピッチ比と設計点の J の関係

ただし、いくつかのプロペラで差分が大きい結果が得られているので、ここでは特に差分が大きいプロペラ F の結果について、詳細に調べる事とする。図 5 にプロペラ F の 6 回分

図 4 KQ の繰り返し精度（差分の最大と最小）の POT における KT の差分を示す（KQ の差分は KT のそれと同じ傾向であるため、紙面の都合上、図を省く）。これを見ると、2019/11/15 に実施した 1 回を除いて、差分の小さい結果が得られている事が分かる。2019/11/15 の POT における標準プロ
ペラの結果は、通常の差分の範囲内にあり、当日行われた計測には異常はないものと判断している（プロペラ F の計測結果はすべて再検証したが、解析ミス等は発見されず、有効な結果である）。
以上により、ストックプロペラの繰り返し精度標準プロペラと同程度である事が確認できた。ただし、通常のばらつきを越える結果になる場合がある事も分かった。そのため、POT 実施には標準プロペラと当該プロペラの過去のデータと比較しなが

図 5 KT の繰り返し精度（M.P.No.2226R, J ベース）

SRC NEWS No.108 June 2021 15

SRC における
波浪中 CFD 計算に対する取り組み
であり、擬似圧縮性により圧力と速度をカップリングする。

1. はじめに●

セル中心に配置した有限体積法を適用し、構造格子で空間を船 舶 流 体 力 学 の 分 野 に お い て、 数 値 流 体 力 学（CFD：

離散化する。

Computational Fluid Dynamics）は広く普及し、研究開発だけ
でなく船型設計においても、基幹的なツールとして活用されて●います 。静的な現象を捉える平水中性能推定に対して、CFD
例でも不可欠なツールとして活用しています。これに加え、近支配方程式を離散化、線形化して得られる連立方程式はガウ
スザイデル法で解き、マルチグリッド法により収束加速する。

1）

計算は既に広く活用されており、SRC が船型開発に携わった事

重合格子に対応したマルチブロックソルバーであり、変数を●実時間微分は 2 次精度、擬似時間微分は 1 次精度の後退差分で近似する。擬似時間は局所時間刻みにより収束加速する。

年の計算技術の向上および PC 性能の向上によって、動的な現象を捉える耐航性能・操縦性能の分野でも、その利用が行われ

向波中の CFD 計算は文献に倣い , 造波領域を兼ねた計算領域ています 。また、実海域実船性能評価プロジェクト（OCTARVIA

全体を包括する矩形格子（Rect）と船体周りの格子（Hull）を用

プロジェクト）のように、船舶の性能を実海域で評価する動き

いて行います。計算格子の外観を図 2 に示します。その他 CFDも現実化し 、その成果のひとつとして、波浪中抵抗増加計算

計算の条件は紙面の都合上省略しますので、文献 4）をご参照くにおける計算条件の設定方法が示されました 4）。

ださい。

2）

3）

SRC で は、 造 工 中 手 造 船 所 を 主 体 と し た SPCG（Ship
Performance Calculation Group）委員会および造工中手船型研究委員会（HRC：Hull Research Committee）にて、船舶の波浪中性能推定および波浪中性能改善を目的として、文献 4）で示された計算条件を用い、向波中の波浪中 CFD 計算の検証に取り組んできました。そこで本項では、最近の活動と成果として、
波浪中試験結果・波浪中船体表面圧力計測結果と波浪中 CFD 計
算を比較した結果をご紹介します。
図 2 波浪中 CFD 計算格子外観

2. 数値計算法
数値計算には、国立研究開発法人

海上 ･ 港湾 ･ 航空技術研

3. 計算結果

究所、海上技術安全研究所で開発されているナビエストークス

CFD 計算では、船体表面圧力分布、船側波形、波紋図等の詳

ソルバー、NAGISA を用います。NAGISA の計算法の詳細は文

細な流場情報を得ることが可能で（図 3）、これらから船型改良

献 をご覧いただくとして、ここでは概略を記します。

に役立つ情報を得ることが出来ます。

5）

図 1 NMRI CFD 2020、NAGISA BOARD より●

3 次元非圧縮レイノルズ平均ナビエストークス方程式を支配方
程式とする RANS
（Reynolds Averaged Navier-Stokes）
ソルバー

16 SRC NEWS No.108 June 2021

図 3 CFD 計算可視化図の例

SPCG/HRC 委員会では、2018 年頃より波浪中 CFD 計算の

肥大船型の計算だけではなく、痩せ型船型の検証も行いまし実行と試験結果との比較を行ってきましたので、次項以下にそた。CFD 計算結果の図は省略しますが、肥大船型の結果と同の結果をご紹介します。

様に、CFD 計算結果は水槽試験結果と定性的に一致しました。
図 7 に可視化図を示します。図 7 は船体運動が大きくなる波浪

3.1 波浪中試験結果との比較

条件のものであり、左が船首沈み込み最小、右が沈み込み最大

肥大船型の計算では、排水量と平水中性能を維持したまま波浪
中性能を改善する船型を、文献 を参考に設計しました（図 4）。
6）の状態です。船体運動により波が船首フレアに当たる様子も、

CFD 計算結果を可視化することで確認出来ます。

CFD 計算にて各船型の波浪中性能を確認し、計算では A<<B<C
船型の順で、波浪中性能が優れている結果になりました。CFD 計
算後に水槽試験を行い、水槽試験でも波浪中性能が A<<B<C 船型の順であることを確認しました。また、CFD 計算結果のピッチ/ ヒーブの各運動の応答関数と波浪中抵抗増加係数についても、水槽試験結果と定性的に一致しました。
図 7 痩せ型船型波浪中 CFD 計算可視化図

3.2 船体表面圧力計測結果との比較
SRC では、株式会社シミウスと共同で FBG 圧力センサの開発を進めており、平水中試験の船体表面圧力計測結果、平水中試
験の付加物周りの船体表面圧力計測結果と、CFD 計算結果を比較してきました 9）, 10）。2018 年には、広島大学の岩下教授が以前より取り組んでいる 11）, 12）、FBG 圧力センサを用いた波浪中
B：バルブレス

C：B+ フレア小図 4 船首形状の比較 7）, 8）の圧力計測試験を見学させていただきました。以降、SRC でも波浪中での船体表面圧力計測を開始しています。
波浪中船体表面圧力計測結果と波浪中 CFD 計算結果の比較について、図 8 に圧力の時系列を、図 9 と図 10 に波浪中船体表面圧力分布を示します。図 8 の時系列データでは、振幅も位相もよく一致していることが分かります。図 8 の下 2 つのデータ
は、圧力の時系列が連続ではなく鋸歯状波です。これは計測位
置が水中と空気中の間を繰り返し出入りしていることを示しています。このような位置においても、CFD 計算の圧力の振幅と位相は試験結果とよく一致しました。これは、CFD 計算は波浪
中計算でも精度よく解いており、波浪中における船体形状の性能評価が可能であることを示しています。
2.0

Cp

1.5

図 5 船体運動の応答関数 8）

1.0
0.5
0.0

exp-FBG

cal

-0.5

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0
T[s]

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

2.0

Cp

1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5

2.0
1.5

Cp

A：オリジナル

1.0
0.5
0.0
-0.5

図 6 波浪中抵抗増加係数 8）

図 8 波浪中の圧力計測点、時系列データ

13）

SRC NEWS No.108 June 2021 17

図 9 は、圧力の時刻歴のうち正の最大値のひとつをとる時刻（図 8、T = 5.5[s]）、図 10 は負の最大値のひとつをとる時刻（図参考文献1） 日野孝則：第 1 回 CFD の今（< 連載 > 船舶 CFD の最前線）、日本船舶海洋工学会誌 KANRIN（咸臨）第 60 号、（2015）、pp. 48-51

8、T = 6.1[s]）です。図 9 の船首の正圧が大きい領域 の x/LPP

2） 折原秀夫：第 5 回耐航性シミュレーション（< 連載 > 船舶 CFD の最前= -0.40 付近に見られる負圧領域とこの周囲の圧力分布の傾向線）、日本船舶海洋工学会誌 KANRIN（咸臨）第 64 号、（2015）、pp.

など、試験結果で見られる船体表面圧力分布の特徴は CFD 計算
結果でも確認出来、船体表面圧力分布について、CFD 計算結果
は試験結果と概ね一致しました（試験による船側の圧力分布が滑らかでない理由は、-0.4 ≦ x/LPP の範囲で FBG 圧力センサの設置密度が小さいことによります）。また、波浪中の結果と平水中の結果とで差分を取ることや、その差分の長手方向成分（抵抗成分）を抽出することで、船型のどの箇所が波浪中性能に影

29-343） 辻本勝他：実海域実船性能評価プロジェクトの取り組み、日本船舶海洋工学会講演会論文集、第 30 号、（2020）

4） 小林寛他：向波中の波浪中抵抗増加 CFD 計算における計算条件の設定について -RANS 計算のパラメトリックスタディ -、日本船舶海洋工学会講演会論文集、第 29 号、（2019）

5） Ohashi K. et al.： Development of a structured overset Navier-Stokes
solver with a moving grid and full multigrid method 、 Journal of
Marine Science and Technology、（2018）

響を与えるかを検討することも可能となります。

6） 黒田麻利子他：波浪中抵抗増加と船首水面上フレア形状の関係につい4. おわりに

7） 大橋訓英他：船舶の総合性能評価にむけた CFD 技術開発、海上技術安全て、日本船舶海洋工学会論文集、第 11 号、（2010）SRC で取り組んでいる波浪中 CFD 計算について、最近の活動と成果をご紹介しました。これらの計算の一部は、SPCG ／HRC 両委員会において実行されたものです。CFD 計算の実行にあたっては海上技術安全研究所、流体性能評価系 CFD 研究グループの皆様にご支援いただきました。FBG 圧力センサを用いた水槽試験には、広島大学の岩下教授、大阪大学の柏木教授、株式会社シミウス若原氏にご支援いただきました。皆様に厚く御礼申し上げます。

CFD 計算、特に波浪中 CFD 計算は、実海域性能の評価、EEXI
規制、ゼロエミッション船プロジェクトなどに対応出来る重要なツールであると考えておりますので、今後も活用を行ってい研究所第 20 回研究発表会講演集、（2020）

8） 廣田匡俊：CFD を用いた船首形状が異なる船型の波浪中性能推定、第14 回船舶用 CFD セミナー（海上技術安全研究所）、（2020）
9） 福島寛司他：FBG を用いた表面貼付型多点圧力センサによる船体表面圧
力計測、日本船舶海洋工学会講演会論文集、第 21 号、（2015）

10） 福島寛司他：改良型 FBG 圧力センサの性能確認とその活用、日本船舶海洋工学会論文集、第 25 号、（2017）

11） 岩下英嗣他：波浪中を航行する船の非定常圧力分布計測、日本船舶海洋工学会講演会論文集、第 22 号、（2016）

12） K. T. Waskito et al： Prediction of nonlinear vertical bending momentusing measured pressure distribution on ship hull、Applied Ocean
Research 101、（2020）
13） 廣田匡俊他：肥大船に対する向波中 CFD 計算と波浪中船体表面圧力計
測、第 34 回数値流体力学シンポジウム、（2020）きます。
また SRC では、CFD の委託計算も受け付けております。お問い合わせいただければ幸いです。
（技術開発部

研究開発課

廣田

匡俊）
Exp.

Exp.

Design draft
z/LPP

z/LPP

Design draft

x/LPP

x/LPP
Cal.

z/LPP

z/LPP

Cal.

x/LPP

x/LPP

図 9 船体表面圧力分布 T = 5.5[s]（上：試験、下：CFD）

13）

18 SRC NEWS No.108 June 2021

図 10 船体表面圧力分布 T = 6.1[s]（上：試験、下：CFD）13）

リモート立ち合いの検討とテスト版のご提供~SRC の新型コロナウイルス感染症への対策 ~2019 年の末から流行が始まった新型コロナウイルス感染症

新型コロナウイルス感染症による未曾有の非常事態の中、試は日本国内でも蔓延し、3 度の緊急事態宣言を経た 2021 年 5

験現場の立ち合いに近い状況をご提供する取り組みをご紹介し

月半ば現在（執筆時）でも、終息の兆しは見えません。 SRC のました。テスト版に対していただいたコメントを反映したリ水槽試験では依頼者殿の立ち合いを受け入れておりますが、新リース版は現在検討中で、2021 年 6 月頃に公開を予定してい型コロナウイルス感染症の日本国内での蔓延が始まった 2020ます。リリース版では波形動画の数が増え、カメラは船首・船側・年の始め頃から、依頼者殿の東京への出張制限や 1 度目の緊急

船尾を映す 3 台となる予定です。

事態宣言の発令により、依頼者殿が立ち合えないまま水槽試験（技術開発部

研究開発課（当時、試験センター）廣田

匡俊）

を行う件数が増えてきました。
一方 SRC の内部では、1 度目の緊急事態宣言の際に在宅勤務の仕組みを整え、同時にネットワーク回線を見直し通信セキュ
リティ／性能の向上を行いました。これと並行し、 リモート立
ち合い として、水槽試験の様子と試験結果をオンラインで中継して依頼者殿に提供出来ないか検討を行いました。その検討の進捗と成果をご紹介します。
リモート立ち合いは、依頼者殿が水槽試験の様子をオンライ
ンで確認出来る仕組みです。2021 年 5 月現在、テスト版を公開しています。リモート立ち合いでご提供している内容は、①航走時の波形動画、②航走速度、③抵抗値や自航要素の数値・グラフ、の 3 点です。この 3 点はリアルタイムで更新され、試験点の追加や依頼者殿が気になる事項は、チャットや通話で

図 1 リモート立ち合い配置図※※横尾幸一他、 三鷹第 2 船舶試験水槽の建設について , 日本造船学会秋季講演会 ,（1968）. 400m 水槽曳引車配置図より作図

SRC 側と即時にやり取りすることが可能です。リモート立ち合
いのツールには、SRC が web 会議システム等にも導入している

Microsoft Teams を使用します。
なお SRC が使用する PC 等のネットワーク機器には全て、ウ
イルス対策ソフトを導入し、常に最新の状態としています。ネッ
トワーク通信は暗号化されており、インターネットへの接続は提供元によって 24 時間 365 日の有人監視が行われています。
図 1 に曳引車上配置を、図 2 に画面の一例を示します。現在のテスト版では、カメラ 1 台で船側全体を映しています。航走中の動画では船側波形を鮮明に確認することが可能です。テスト版
は既に依頼者殿に利用いただき、ご好評をいただいております。

委 員 会 等2020 年度第 3 回 SPCG

2021 年 1 月28 日（Web 会議）
2021 年 1 月28 日（Web 会議）
2021 年 3 月12 日
第 26 回理事会（書面）第 17 回評議員会（書面） 2021 年 3 月26 日
2020 年度第 4 回 SPCG
2021 年 3 月26 日（Web 会議）
2021 年 3 月26 日（Web 会議）
第 153 回 HRC
2021 年 5 月28 日（Web 会議）
第 154 回 HRC
第 152 回 HRC

図 2 画面の一例（波形動画）

試験等の申し込み、問い合わせは下記までご連絡をお願いいたします。
申し込みの受付
180-0003
東京都武蔵野市吉祥寺南町
1丁目6 番1号
吉祥寺スバルビル 3階

入口

0422-40-2820

SRC NEWS No.108 June 2021 19

Shipbuilding Research Centre of Japan

一般財団法人 日本造船技術センター

http://www.srcj.or.jp